Nobelprijs voor de Natuurwetenschappen gaat naar de ontdekkers van de neutrino-oscillaties

De Nobelprijs voor de Natuurwetenschappen 2015 is door de Zweedse Koninklijke Academie van Wetenschappen toegekend aan de Japanner Takaaki Kajita (1959) en de Canadees Arthur B. McDonald (1943). Die natuurkundigen hebben dankzij hun werkzaamheden met de Super-Kamiokande en SNO experimenten ontdekt dat de drie soorten neutrino’s die er zijn van de ene in de andere soort over kunnen gaan – de zogeheten neutrino-oscillaties – en dat ze een heel klein beetje massa moeten hebben. Neutrino’s zijn de meest voorkomende elementaire deeltjes in het heelal en ze komen in drie soorten voor, de elektron-, muon- en tau-neutrino’s. Ze reageren alleen via de zwakke en gravitationele wisselwerking met andere deeltjes, niet met de sterke en elektromagnetische wisselwerking, en daarom kunnen ze met gemak dwars door de aarde heen vliegen zonder gestoord te worden. Per seconde vliegen er biljoenen van die neutrino’s dwars door je lichaam, zonder dat je er iets van merkt. In de jaren zestig werd opgemerkt dat de hoeveelheid neutrino’s afkomstig van de zon een derde was van de hoeveelheid die voorspeld werd door modellen.

Het werk dat Kajita met zijn  team met het Super-Kamiokande experiment bij Tokio vanaf 1996 en McDonald met zijn team met de Sudbury Neutrino Observatory (SNO) in Ontario, vanaf 1999 deed gaf de verklaring voor dit ‘zonneneutrino probleem’. McDonald en Kajita ontdekten met hun experimenten dat neutrino’s steeds van gedaante verwisselen en dat impliceert niet alleen dat de hoeveelheid elektron-neutrino’s van de zon met een derde verminderd, maar ook dat ze massa moeten hebben. Voorheen werd altijd gedacht dat neutrino’s massaloos zijn en met de lichtsnelheid reizen. Het is niet bekend hoeveel massa de afzonderlijke soorten neutrino’s hebben, dat is nog altijd moeilijk waar te nemen. Wel is hun gezamenlijke massa bekend: 0,320 ± 0,081 eV/c².

Door verder onderzoek aan neutrino’s met grote detectoren zoals Super-Kamiokande, SNO en op de Zuidpool IceCube (zie afbeelding hierboven) hoopt men de afzonderlijke massa van neutrino’s te kunnen bepalen.Eh… nee, Vera Rubin heeft de Nobelprijs voor de Natuurwetenschappen dus niet gewonnen, zij is volgend jaar aan de beurt.  Bron: Symmetry Magazine.